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& e7 i3 u( y- l$ H* v9 s 关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 : C& d( _) \3 |. W& |
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( @. O; e4 s. t! {1 c/ e 大洋的一生 ! }# m! e, m1 o6 b
晋朝葛洪《神仙传·麻姑》中，曾经记载仙女麻姑与仙人王远一道下凡去蔡经家做客，麻姑在聊天时提及“接侍以来；已见东海三为桑田。” 大意是“自从得了道接受天命以来，我已经亲眼见到东海三次变成桑田”，这便是成语“沧海桑田”的由来。
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《成语 沧海桑田》王建峰 绘 0 ~/ K1 o1 ^/ a/ F& I" \
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虽然神话传说是古人编撰的，但是沧海桑田的演变，在地球漫长的演化史中，正在实实在在地发生着，揭示这一大洋演化模型的，是以加拿大地质学家约翰·图佐·威尔逊（John Tuzo Wilson）命名的威尔逊旋回。
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/ a' m$ R! X; j4 y 威尔逊旋回示意图
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9 n( f4 i: H/ w/ U: ` 威尔逊旋回的思想，最早由威尔逊发表在Nature的文章《Did the Atlantic Close and then re-oped?》，提出了以大洋演化过程为主体的大地构造演化过程，即大陆岩石圈由崩裂开始、以大陆裂谷为生长中心的雏形洋逐渐扩张，形成大洋中脊，洋中脊继续扩张出现洋盆进而成为大洋盆，而后大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下俯冲（见俯冲作用）、消亡，洋壳进入地幔而重熔，从而洋盆缩小，经历复杂的增生，拼贴过程，最终洋壳消失，在造山带中只有俯冲刮削残留下的大洋地壳，即蛇绿岩。 / Z4 ~7 f) P4 _2 U8 n/ q
那么在现今地球上，能否寻找到大洋演化的各个阶段呢，笔者将尝试介绍给大家： 6 p! k0 G8 ?, s5 S+ t4 `
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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2 d' D d/ e+ S 东非大裂谷
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东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
7 j% M! @5 }7 K& J# F6 n5 X4 O* s1 Y 威尔逊旋回的第一个阶段——萌芽阶段，在陆壳基础上因拉张开裂形成大陆裂谷，但尚未形成海洋环境。地球上最好的例子就是东非大裂谷，之前笔者曾经介绍过，东非大裂谷虽然处于拉伸阶段，但是尚未拉伸处洋壳。
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( o9 \% s# ~7 X: ^$ _5 O Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 ; C* q2 m$ W* W) Y- r& Y
1 @+ ?( `4 c- W; }- o, T4 c Google earth 上的红海 & m2 z; T7 | \) B U; h- J
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; Q( h j5 {# ~% c 红海一景 * p) @- ~" N( t1 J) h" Z3 h
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大洋演化第二阶段，此时陆壳继续开裂，开始出现狭窄的海湾，局部已经出现洋壳。地球上能够发现的实例是红海。红海位于非洲板块与印度洋板块的生长边界，在上图中Google earth卫星图片中，可以看到，红海中已经初步形成大洋中脊，这一点也被地球物理学家通过地震波初步证明。红海底部为硅镁质岩石。
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; s! W2 L, s8 s7 g4 e- r# y: H$ ~ Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 ( |$ o. o0 V. s$ y* ~' S: ]( \
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Google earth 中的大西洋 5 |) t1 ?! p* N* C
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大西洋洋中脊 & p9 ]' e- k! T9 p9 F
由于大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又未出现俯冲、消减现象。此时大洋整体规模依旧处于扩张阶段。
% w$ T: R& G+ q 大洋中脊又称海岭，是大西洋洋底地形中最为特殊的洋底奇观，它北起冰岛，纵贯大西洋，南至布韦岛，然后转向东北与印度洋中脊相连，全长约1.7万千米 ，宽度1500-2000千米，约占大洋宽度的1/3。面积达2228万平方千米，占大西洋底面积的1/4。大洋中脊形似S，系由一系列狭窄和被断裂分割的平行岭脊组成，大洋中脊被无数横向断裂带切断并错开，横向断裂带走向与中脊近于垂直，在地形上表现为深切的线状槽沟，这就是大洋中的转换断层。 e! {, j. E% ]1 D) r9 f; O; `
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Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 . [4 ?+ M( i3 @7 k, G' i4 D
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太平洋洋中脊—主要在东端分布
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$ i+ Q, w' z$ d+ G- O \ 威尔逊旋回中的第四个阶段，大洋中脊虽然继续扩张增生，但大洋边缘一侧或两侧出现强烈的俯冲、消减作用，海洋总面积渐趋减小。太平洋（Pacific Ocean），地球第一大洋，覆盖着地球约46%的水面以及约32.5%的总面积，是地球上最大、最深和岛屿最多的洋，占地球总表面积的1/3。但是在地质演化中，太平洋的洋壳已经开始慢慢地俯冲掉，洋壳面积正在逐步减少。
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太平洋日落 # e( ^( A$ V$ E/ o
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$ [ v, O J% R( q" J, ~ 外太空瞭望太平洋
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太平洋的洋中脊主要分布在其东侧，根据地质学家的研究，已经有相当部分的洋中脊俯冲到了美洲大陆之下。
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太平洋东端，可见明显的洋中脊分布 8 v* R) C% |, z4 G+ e! G9 d% F
! }2 Q8 ]( Y7 a. |. K: m/ z5 U 而在太平洋西侧，俯冲作用亦十分强烈，在中国东北，大兴安岭一带，分布有大量新生代火山岩，部分学者认为这与太平洋的俯冲有关。
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7 `, z! D9 W4 c1 K" N- d. L Phase 5 大洋的残留期 ! O4 Z: K5 w. }% p; N
随着俯冲作用的不断进行，洋壳海域不断缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，其间仅存残留小型洋壳盆地。现代的地中海就是最好的例子。 # w. d/ b. w) d& j9 m9 X% a! t
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卫星拍下的地中海 . ]3 a! R+ ?2 h; i3 e
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地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
. D6 r4 V2 F4 G0 ~! N* Y. J6 o 地中海作为大洋演化末期的残留相，绝大部分洋壳已经俯冲，只残余了一小部分相对古老的洋壳。近年来，地质学家对地中海进行了一系列研究。研究人员认为，地中海内名为希罗多德盆地的地区具有3.4亿年历史，是地球上现存于海底的最古老洋壳。
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Phase 6 大洋的消亡 $ t( D7 M/ d3 e9 c
随着洋壳的不断俯冲，最终整个洋壳都俯冲殆尽，大洋中的岛弧，海山，微陆块等均拼贴到造山带上，有些造山带受挤压形成高耸的山峰，如新特提斯构造域。 % e' _' m) j* }1 w4 M2 }& L
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新特提斯造山带 2 X* n) `" q" @7 ^! D5 L
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喜马拉雅山系
, n7 H+ e6 {5 m" t- V( g 伴随着陆壳三联点，大陆裂谷的发育，大洋开始了从胚胎期开始的演化，经历着他漫长但是波澜壮阔的一生，最终又回归于陆壳。这样就完成了一个周期的威尔逊旋回。虽然威尔逊旋回对于复杂的地质演化史而言，太过简易，其中有些阶段甚至存在可商榷之处，但是威尔逊旋回将复杂的板块构造运动进行了进一步的总结，对于我们理解全球构造演化具有重要的意义。 1 j" R. w! A5 H. Y) q1 B
美术编辑：赵亚楠
- A" @. }; Q0 n( a 校对：张燡敏 " c6 a2 @, H& l+ V5 `8 |
公众号：中科院地质地球所
1 B6 a, s {' Q' H ID：dizhidiqiusuo 9 f$ D( X; H& S) t$ l" i
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